Блок вихретоковых проходных преобразователей Советский патент 1984 года по МПК G01N27/90 

Изобретение относится к неразруш щему контролю структурного состояния изделий с большим размагничиваю щим фактором в динамическом режиме. По основному авт. св.№ 729500 известен блок проходных преобразова телей, содержащий обмотку возбуждения и соосно установленные, индуктивно связанные с ней измерительные обмотки, причем последние выполнены с проходными полостями различных ди метров и разнесены на расстояния меж ду их продольными осями, превышающи суммы радиусов периметров их попере ных сечений l , Однако производительность контро ля известным блоком при его использовании в динамическом режиме недостаточна, поскольку при изменении типов объектов контроля и для предотвращения связанных с таким режимом испытаний динамических погрешностей необходимы дополнительные затраты времени на регулировку их скорости движения (или изменения частотных характеристик измерительного тракта структуроскопа), При этом уменьшение скорости объектов также приводит к снижению производительности. Целью изобретения является повышение производительности контроля за счет использования динамического режима. Эта цель достигается тем, что в блоке вихретоковых проходных преобразователей измерительные катушки выполнены переменной длины, значение которой определяют в зависимости от размеров их поперечного сечения по следующему выражению h ч 7i- 17тU 3,i - J.,L, остальные размеры измерительных катушек определяются из соотношений 0Л -;:- 0,1; 1с 4, где h - половина искомой длины измерительной катушки; г - эквивалентный средний радиу измерительной катушки, равновеликой по площади поперечного сечения круговой 5 - толщина намотки измерительной катушки; ,п,« « . , этах эквивалентные средние, соот ветственно минимальный и максимальный, радиусы измерительньах катушек, использу мых в блоке. Выполненный таким образом блок пр образователей обеспечивает равенство предельно допустимых скоростей движе ния объектов контроля, включая объекты как минимального, так и максимального размеров, При этом предельные скорости движения объектов контроля меньших размеров возрастают по сравнению со скоростями, допустимыми при использовании известного блока, за счет чего производительность контроля увеличивается. Равенство ширины спектров выходных сигналов любой из измерительных катушек, входящих в блок, обеспечивает их информативное согласование с шириной полосы пропускания канала обработки сигналов блока, и- поэтор не снижает точности контроля. На фиг, 1 представлена измерительная катушка с минимальными поперечны ми размерами; на фиг, 2 - то же, со средними поперечными размерами; на фиг, 3 - то же, с максимальными поперечными размерами; на фиг, 4 - зависимости ширины спектров огибающих сигналов блока преобразователей с измерительными катушками различной длины от обобщенного параметра О , равного отношению радиусов измерительных катушек к скорости движения контролируемых объектов () при движении через измерительные катушки с круговым поперечным стечением ферромагнитного шара. Блок содержит одну намагничивающую катушку (не показана) и соосно установленные в ее внутренней полости, индуктивно связанные с ней измерительные катушки 1,Последние могут быть выполнены с проходными полостями 2-4 различных диаметров (фиг, 1-3)-и разнесены на расстояния между их продольными осями, превышающие cyivWH радиусов периметров их поперечных сечений. Форма окна измерительных катушек может быть произвольной в зависимости от формы контролируемых изделий. В этом случае поперечные размеры измерительной катушки можно охарактеризовать с помощью эквивалентного среднего радиуса г. , совпадающего со средним радиусом круговой измерительной .катушки такого же поперечного сечения. Измерительные катушки, входящие в блок, имеют переменную длину, значение которой уменьшается по мере увеличения Гд катушек и выбирается исходя из равенства между собой ширины спектровсигналов каждой измерительной катушки при равенстве скоростей движения объектов различных размеров. Указанные условия обеспечивают определение длины катушек по выражению (1), что подтверждается соответствующими зависимостями (фиг. 4). ривая 5 соотвествует Ь/Гд 0,05; кривая 6 - 0,5; кривая 7 - 1,0; кривая 8 - 1,5; кривая 9 - 2,0; кривая 10 - 2,5; кривая 11 - 3,0; кривая 12 - 3,5; кривая 13 - 4,0, Из чертежа видно, что при выполне нии условия ЛР( uF,j получаем для предельных соотношений иэмерительных катушек 4,0; h, та«/ min, 4,0; Ь,, 0,05 следующее равенство та,/(4г„,.„). Из этого вытекает, что диапазон допустимых скоростей движения объект контроля сужается за счет повышения его нижней границы в t 4 раза. Это приводит к возможности контроля с ра ными скоростями, следовательно, с одинаковыми производительностями объектов, размеры которых отличаются до 4 раз. Исходя из этого максимальный и минимальный размеры поперечных сечений измерительных катушек, входящих в блок,должны отличаться не более чем в 4 раза (см.выражение (2 Выполнение измерительной катушки с 4,0 не приводит к существенному росту предельно допустимых скоростей движения объектов, в то время как чувствительность блока снижается. Длина измерительных катушек, занимающих промежуточное положение между предельными и определенные из приведенных зависимостей (фиг,4) совпадают с протяженностями, получен ными из соотнсшения (1). Ограничения на толищну слоя намотки S измерительной катушки обусловлены двумя факторами. Один из них связан с возможностью практической реализации катушки, а второй - с увеличением допустимого расстояния между сложными объектами контроля при увеличении S из-за необходимости снижения их взаимного влияния на результаты контроля. Указанный предел изменения S реальный для практического выполнения катушки и не приводи к существенному увеличению расстояния, между смежными контролируемыми деталями. Блок вихретоковых проходных преобразователей функционирует следующим образом. Токf проходящий через намагничивающую катушку, создает в проходных полостях 2-4 соответственно измерительных катушек 1 электромагнитное поле. Его параметры определяются электромагнитными свойствами объекта контроля, движущегося с определенной скоростью через проходное отверстие измерительной катушки. Ее поперечные размеры выбраны наиболее близко к поперечным размерам объекта контроле. Скорость движения объектов выбирается из расчета допустимглх динамических погрешностей. ЭДС измерительной катушки сигнализирует о свойствах объекта контроля. При изменении типоразмера контролируемого объекта достаточно без изменения режима намагничивания, скорости движения объектов и ширины полосы пропускания канала обработки сигналов блока преобразователей выбрать другую измерительную катушку, входящую в 6JfoK, из расчета максимального коэффициента заполнения. При необходимости контроля изделий, поперечные размеры которых отличаются более четырех раз, изготавливают другой блок преобразователей по aнaлoгичнoм алгоритму, но с другими исходными. Использование изобретения обеспечивает по сравнению с известным блоком повышение производительности конти роля за счет повышения предельно допустимой скорости движения контроли руемых изделий и сокращения затрат на перестройку блока при его совместной работе со структуроскопом.

ft

ft

mm

БЛОК ВИХРЕТОКОВЫХ ПРОХОДНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ по авт. св. 729500 отличающийся тем, что, с целью повышения производительности контроля путем использования динамического режима, измерительные катушки выполнены переменной длины, значение которой определяют в зависимости от размеров их поперечного сечения по выражению h 5,2г, 1,2г, тин остальные размеры измерительных катушек определяются из соотношений О --- 0,1; I It., мин где h - половина искомой длины измерительной катушки; г - эквивалентный средний радиус измерительной катушки, равновеликой по площади поперечного сечения круговой о - тол1анна намотки измерительной катушки; з«ин зкюис эквивалентные средние соответственно минимальный и мак симсшьный радиусы измери-а s тельных катушек.. ,.

.З